Lasery Nikola Pilska Tercie 2010.

Prezentace na téma: "Lasery Nikola Pilska Tercie 2010."— Transkript prezentace:

1 Lasery Nikola Pilska Tercie 2010

2 OBJEV Historie laseru se „rozbíhala“ velmi pomalu.
Na začátku byla Einsteinova předpověď, že by mohlo za vhodných podmínek vzniknout záření neobvyklých vlastností. Trvalo však téměř 40 let, než se podařilo zdroj takového záření sestrojit. Nové zdroje - lasery - začaly z laboratoří fyziků pronikat do nejrůznějších oblastí vědy, průmyslu i běžného života a dnes už nás přímo nebo nepřímo provázejí prakticky na každém kroku. Do cíle se jako první dostal Theodore Maiman.

3 Theodore Maiman Narodil se 11.7.1927 v Los Angeles Zemřel 05.5.2007
Známý pro vynalézat patenty na světě první laser Vzhledem k jeho práci na LASER, byl dvakrát nominován na Nobelovu cenu a dostal členství v obou národních akademií věd a techniky.

4 Něco o laseru Laser je přístroj, který je zdrojem světla podivuhodných vlastností a stále pestřejšího využití. Objasnění jeho funkce však není zrovna jednoduché - základem „laserování“ jsou děje v samém nitru atomů. Víme už, že světlo vzniká přechodem atomů z vyššího do nižšího energetického stavu. Fotony obyčejného světla spolu nemají mnoho společného, atomy vyzařují energii nezávisle na sobě. Světlo laseru je naproti tomu velmi „disciplinované“, jednotlivé atomy vyzáří energii jakoby na povel.

5 LASER Světlo je jediná složka elektromagnetického spektra, kterou můžeme přímo vnímat - zrakem. Vlnová délka světla souvisí s jeho barvou. nejmenší vlnovou délku má světlo fialové největší světlo červené „Bílé“ světlo je směsí různobarevných světel Různé zdroje světla používá člověk od nepaměti. Také laser je zdrojem světla - napovídá tomu i jeho oficiální název: „kvantový generátor světla“. Jeho světlo je jednobarevné, uspořádané a má nepatrnou rozbíhavost. Ze žádného jiného zdroje tak kvalitní světlo nelze získat. Proto už krátce po svém objevu získal laser mezi světelnými zdroji zcela výjimečné postavení.

6 Laserové světlo U laseru byl aktivním prostředím krystal rubínu a buzení zajišťovala výbojka, podobná jako se používá u fotografických blesků. V současné době se jako aktivní prostředí využívá nepřeberného množství látek všech skupenství.

7 Zdroje světla V 17. století ukázal I. Newton, že bílé sluneční světlo je možné skleněným hranolem rozložit na světelné spektrum. Bílé světlo se tedy ve skutečnosti skládá z mnoha různobarevných světel. Jejich barvy je možno rozdělit do šesti základních skupin: Fialová Modrá Zelená Žlutá Oranžová Červená

8 Zdroje světla Spektrum můžeme pozorovat také v přírodě jako duhu, duhové barvy můžeme vidět i na mýdlových bublinách nebo na povrchu kompaktního disku apod. Dnes už víme, že barva světla souvisí s jeho vlnovou délkou. Viditelné světlo však má mnoho vlastností společných s dalšími druhy elektromagnetického vlnění (ultrafialové, infračervené, rentgenové, rádiové atd.). Světlo je vyzařováno atomy

9 Typy laserů I když všechny lasery pracují na stejném základě (stimulované emisi), liší se velmi výrazně svou konstrukcí i vlastnostmi. Pevnolátkové lasery Kapalinové lasery Plynové lasery Polovodičové lasery

10 Pevnolátkové lasery Tyto lasery mohou pracovat v různých režimech a za různých provozních podmínek Jsou stabilní a mají malé nároky na údržbu. Nejznámějším představitelem je laser rubínový Jehož aktivním prostředím je krystal syntetického rubínu Právě z rubínové tyčinky se Maimanovi podařilo získat první laserový paprsek červeného světla. Vyzařuje infračervené záření nebo zelené světlo a má uplatnění v nejrůznějších oborech, zejména v medicíně.

11 Kapalinové lasery Aktivním prostředím těchto laserů jsou roztoky různých organických barviv. Pomocí několika druhů barviv a metod tzv. nelineární optiky je možno dosáhnout prakticky všech vlnových délek. Proto se kapalinové lasery používají např. ve spektroskopii. Jejich nevýhodou je krátká životnost aktivního prostředí, které se teplem a světlem rozkládá.

12 Plynové lasery Aktivní plynné prostředí může být tvořeno atomy, ionty nebo molekulami. Plynové lasery pracují ve velmi širokém rozsahu vlnových délek. Jejich excitace je většinou pomocí elektrického výboje ve zředěném plynu. Plynové lasery mají homogenní aktivní prostředí, které zajišťuje jejich výborné parametry. Nevýhodou je poměrně malý výkon.

13 Polovodičové lasery Tato skupina laserů dnes patří mezi nejrozšířenější. zdrojem záření je tzv. laserová dioda. Diody mají velmi malé rozměry, což je na jedné straně jejich výhoda. Na druhé straně je jejich paprsek rozbíhavější než u jiných typů laserů. Účinnost diod je vysoká (až 50 %), jejich výkon se dá snadno měnit změnou elektrického proudu. Proto našly laserové diody velké uplatnění zejména v telekomunikacích, ve výpočetní technice i spotřební elektronice.

14 Optické buzení Energie, potřebná ke vzniku laserového záření, se dodává ve formě světelného záblesku. Například v rubínovém laseru je rubínová tyčinka vložena do spirálové výbojky. Jejím zábleskem dojde k přechodu atomů na vyšší hladinu, při jejich návratu do základního stavu se část této energie vyzáří ve formě laserového záblesku. Používá se u pevnolátkových a kapalinových laserů.

15 Buzení elektrickým polem
Základem je elektrický výboj, ke kterému dochází v plynové náplni laseru. Jejich výkon se dá měnit změnou objemu plynu nebo jeho plynulou cirkulací.

16 Chemická excitace K čerpání energie do aktivního prostředí se využívá energie exotermických chemických reakcí. První chemický laser byl zkonstruován roku 1965 a využíval reakce vodíku s chlorem. Později se začala používat reakce vodíku s fluorem. U jiného typu se získává energie disociací (štěpením) molekul jódu ultrafialovým zářením.

17 APLIKACE LASERŮ Průmysl Medicína Hologramy Další oblasti

18 Průmysl Obrábění materiálů (řezání a vrtání) Svařování kovů
Značení a gravírování Dekorace skla Zaměřování a měření vzdáleností

19 Medicína Oční operace Další příklady využití
Velmi rozšířené je použití laserů v dermatologii i v kosmetických salonech. Stomatologie Chirurgie

20 Hologramy Holografie Kresba, fotografie nebo mapa vytváří dvourozměrný (plošný) obraz skutečnosti. Dávnou snahou umělců a vynálezců bylo zachytit na ploše i třetí rozměr - hloubku. Skutečnou revoluci znamenala teprve teorie holografie, vypracovaná v roce 1947 Denisem Gaborem, britským fyzikem maďarského původu.

21 Další oblasti Astronomie, geodézie, geofyzika Ekologie a meteorologie
Jaderná fyzika Vojenské aplikace Laserová tiskárna a kopírka Kompaktní optické disky (CD, DVD) Laserové ukazovátko, čárový kód

22 Cizí slova Stimulovaná emise: vybuzení elektronu na vyšší energetickou hladinu. Elektromagnetické spektrum: zahrnuje elektromagnetické záření všech možných vlnových délek. Spektroskopie: je fyzikální obor zabývající se vznikem a vlastnostmi spekter. Aktivní prostředí: může se jednat o: Polovodič Plyn

23 Zdroje: http://cs.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetick%C 3%A9_spektrum
i-metody-obrabeni-4-dil 34.htm